## PROTOTIPE ALAT PENGUKUR SUHU PANAS (HOT POINT) PADA PERALATAN GARDU INDUK PLN SECARA WIRELESS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535
Angger Raharjanto 1) , Bambang Supradono 2) , Aris Kiswanto ,3)
1,2,3) Jurusan Teknik Elektro - Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Semarang Jl. Kasipah no.10-12 Semarang – Indonesia Email : anggerra@gmail.com

## ABSTRACT
Lately, the problem of hot point on substation equipment in PLN be an interesting thing to say. Mainly  about  heat  problem  which  is  uncontrolled  and  unable  to  be  checked  continually,  this  issue deals with the system’s safety and reliability that happens in the substation
To overcome this issue, study on the solution which is by making a prototype device to measure real time temperature or hot point continually and by using wireless has been held. This device uses ATMEGA 8535 and heat sensor TPA 81 then it sends the data bay FM signal and later on, this data can be shown and save in computer
Using the prototype, the problem that PLN faces these days can be solved, because this prototype device can monitor the hot point change continually and real time
Key Words : Thermal Array (Thermopile array) TPA 81, ATMEGA 8535, FM Signal

## PENDAHULUAN
Suhu  Panas  (hot  point)  pada  peralatan gardu induk PLN, merupakan suatu parameter yang banyak  dipantau dan dianalisa perubahannya setiap saat. Hal ini berkaitan  erat dengan keamanan  dan keandalan  sistem  yang  terjadi  pada  Gardu Induk  itu  sendiri. Selama ini pemantauan suhu  panas  (hot  point)    pada  peralatan gardu  induk  PLN  yang  dilakukan  masih menggunakan  alat-alat  manual  berupa thermometer atau thermograph dan dilakukan secara manual pula  yaitu dengan mendatangi  Gardu  Induk  tersebut  dan  di cek suhunya satu per satu. Hal ini memiliki keterbatasan, terutama terhadap suhu
panas  (hot  point)  pada  peralatan  gardu induk  (switcyard)  yang  tidak  kita  ketahui telah mengalami kelainan seperti clamp-nya kendor,  kapasitas  bebannya  berlebihan, kotor  atau  berkarat  dan  perbedaan  masa jenis,  sehingga  dengan  cepat  suhu  tersebut mendadak  tinggi  /  panas    dan  perlu penanganan pebaikan segera mungkin. Dan hal tersebut tidak bisa diketahui secara dini dikarenakan terbenturnya jadwal thermovisi yang dilakukan oleh petugas ophar di gardu induk tersebut.
Mengingat akan pentingnya pemantauan terhadap suhu  panas  (hot point)    pada  peralatan  gardu  induk  PLN secara kontinyu, penulis mencoba
memberikan  kontribusi  dengan  merancang dan  membuat  sistem  pemantauan  suhu panas  (hot  point)    pada  peralatan  gardu induk  PLN  secara  elektrik  yang  dapat digunakan untuk memantau perubahan suhu panas  secara kontinyu, real  time  dan dengan  menggunakan  wirelles. Dengan memanfaatkan  sensor Thermopile TPA  81 sebagai  detektor  guna  mendeteksi  suhu panas secara tepat pada satu titik yang akan mendapatkan  suatu  harga  besaran  listrik. Sensor  ini  bekerja  berdasarkan  radiasi panas.  Dengan  menggunakan  sinar  infra merah dengan panjang gelombang 2 µM – 22 µM, yang merupakan panjang gelombang  dari  radiasi  panas.  Sensor  ini memiliki 8 buah sensor panas yang tersusun dalam satu baris. Selain itu dapat mengukur suhu  pada  8  titik  yang  berdekatan  secara bersamaan  dan  dapat  mendeteksi  api  lilin pada jarak 2 meter dengan tidak terpengaruh  oleh  cahaya  luar.  Hasil penelitian  ini  diharapkan  dapat  menjadi suatu  cara  alternatif  untuk  suhu  panas  (hot point)    pada  peralatan  gardu  induk  PLN secara  kontinyu  dan  ditampilkan  pada Komputer.

## 1. TINJAUAN PUSTAKA
1.1 Wireless
Teknologi  wireless  (tanpa  kabel  / nirkabel)  saat  ini  berkembang  sangat  pesat
terutama dengan hadirnya perangkat teknologi informasi dan komunikasi. Computer, notebook, PDA, telepon seluler
(handphone) dan pheriperalnya mendominasi pemakaian teknologi wireless.  Penggunaan  teknologi  wireless yang diimplementasikan dalam suatu jaringan  local  sering  dinamakan  WLAN (wireless  Local  Area  Network).  Namun perkembangan  teknologi  wireless  yang terus  berkembang  sehingga  terdapat  istilah yang mendampingi WLAN seperti WMAN(Metropolitan),  WWAN  (Wide), dan  WPAN  (Personal/Private).  Dengan adanya  teknologi  wireless  seseorang  dapat bergerak  atau  beraktifitas  kemana  dan dimanapun  untuk  melakukan  komunikasi data  maupun  suara.  Jaringan  wireless merupakan teknologi  jaringan  computer tanpa kabel, yaitu menggunakan gelombang berfrekuensi  tinggi.  Sehingga  komputer- komputer  itu  bisa  saling  terhubung  tanpa menggunakan kabel. Data ditransmisikan di frekuennsi  2.4  Ghz  (for  802.11b)  atau  5 Ghz (for 802.11a). Kecepatan
maksimumnya  11  Mbps  (untuk  802.11b) and 54 Mbps (untuk 802.11a).

## 1.2 Komponen Dasar
Alat  pengukur  suhu  panas  (hot  point) pada  peralatan  gardu  induk  PLN secara wireless  yang  di  buat  oleh  penulis ini
menggunakan  beberapa  komponen  dasar yaitu Mikrokontroler
ATMega 8535, Pemancar  FM,  Penerima  FM,  VCO (Voltage  Controlled  Oscillator),  Sensor Thermal  Array  TPA  81,  Antena,  DAC (Digital to analog) dan Program antarmuka Borland Delphi 7.0.

## 1.3 Catu Daya
Catu  daya  adalah  sebuah  perangkat elektronika  yang  terdiri  dari  berbagai macam  komponen  pasif  dan  aktif  tersusun sehingga  menghasilkan  sebuah  alat  yang fungsinya  sebagai  pensuplai  tegangan  DC atau  pengubah  tegangan  AC  menjadi tegangan DC. Banyak rangkaian catu daya yang berlainan yang dapat digunakan untuk pekerjaan  tersebut.  Komponen  dasar  yang digunakan  untuk  rangkaian  yang  lebih sederhana  adalah  transformator,  penyearah (dioda),  resistor,  kapasitor,  dan  inductor. catu yang  diatur  secara  lebih  kompleks dapat  menambahkan  transistor  atau  trioda sebagai pengindra-tegangan dan pengontrolan  tegangan,  ditambah  dengan dioda  zener  atau  tabung  VR  untuk menyediakan  tegangan  acuan  (reference). Sistem  penyearah  sendiri  dibagi  menjadi dua,  yaitu  penyearah  setengah  gelombang dan  penyearah  gelombang  penuh. Baterai atau accumulator adalah  sumber  catu  daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi yang  membutuhkan  catu  daya  lebih  besar,
sumber  dari  baterai  tidak  cukup. Sumber  catu  daya  yang  besar  adalah sumber  bolak- b a l i k   A C   ( alternating current ) dari pembangkit tenaga listrik [1], [2], [3], [4].

## 1.4 Gelombang Radio FM
Gelombang  radio  adalah  satu  bentuk dari  radiasi  elektromagnetik,  dan  terbentuk ketika objek bermuatan listrik dari gelombang  osilator  (gelombang  pembawa) dimodulasi dengan gelombang audio (ditumpangkan frekuensinya) pada frekuensi  yang  terdapat  dalam frekuensi gelombang radio (RF) pada suatu spektrum elektromagnetik , dan radiasi elektromagnetiknya  bergerak  dengan  cara osilasi elektrik maupun magnetik. Gelombang  elektromagnetik  lain  yang memiliki frekuensi di atas gelombang radio meliputi sinar gamma , sinar-X , inframerah , ultraviolet ,  dan cahaya terlihat. Ketika gelombang  radio  dikirim  melalui  kabel kemudian  dipancarkan  oleh  antena,  osilasi dari  medan  listrik  dan  magnetik  tersebut dinyatakan  dalam  bentuk arus  bolak-balik dan voltase di  dalam  kabel.  Dari  pancaran gelombang radio ini kemudian dapat diubah oleh  radio  penerima  (pesawat  radio) menjadi  signal  audio  atau  lainnya  yang membawa  siaran  dan  informasi. Undang- undang  Nomor  32  Tahun  2002  Tentang Penyiaran menyebutkan  bahwa  frekuensi
radio merupakan gelombang elektromagnetik  yang  diperuntukkan  bagi penyiaran  dan  merambat  di  udara  serta ruang  angkasa  tanpa  sarana  penghantar buatan,  merupakan  ranah  publik  dan sumber daya alam terbatas. Seperti spektrum elektromagnetik yang lain, gelombang radio merambat dengan kecepatan  300.000  kilometer  per  detik. Perlu  diperhatikan  bahwa  gelombang  radio berbeda dengan gelombang audio.
Gelombang  radio  merambat  pada frekuensi 100,000  Hz  sampai  100,000,000,000  Hz, sementara gelombang audio merambat pada frekuensi  20  Hz  sampai  20,000  Hz.  Pada siaran  radio,  gelombang  audio  tidak ditransmisikan langsung melainkan ditumpangkan  pada  gelombang  radio  yang akan merambat melalui ruang angkasa.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Objek  penelitian  yaitu  suhu  panas  (hot point)    pada  peralatan  gardu  induk  PLN secara  kontinyu  dan real  time melalui komputer. Dan  supaya  objek  berjalan dengan baik maka diperlukan.
1. Bahan
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian ini adalah sebagai berikut:
- 1 buah minimum sistem mikrokontroller ATMega 8535. - 1 buah Clamp objek
- 1  buah  modul  sensor  Sensor
Thermal Array TPA 81
- 1 buah modul rangkaian VCO
- 2 buah antena
- 1 buah LCD M16x32
- 1 buah LED indikator
- 1  buah  modul  rangkaian  pemancar
FM
- 1  buah  modul  rangkaian  penerima FM
- 2 buah push button
2. Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
- Kabel downloader
- Komputer  dengan  sistem  operasi Windows XP
- Software Borland Delphi 7 Perancangan  alat  dalam  blog  diagram seperti dibawah ini
Gambar 2. Blok  Diagram  Perancangan Alat
Beberapa  metode  yang  dipakai  untuk memperoleh data adalah :
a. Metode  ini  meliputi  pengetesan  alat sehingga  diperoleh  data-data  hasil pengujian alat dan sekaligus
Senso r TPA 81 MIKRO
ATMEG A 8535 DAC VCO PEM ANC AR Penerima FM VCO
ADC MikroATMe ga 8535 Komputer
mendapatkan  hasil  yang  baik  dan akurat  serta  dapat  dipertanggung
jawabkan. b. Studi Literatur, yaitu
menggumpulkan  data – data  dari
buku – buku  dan  juga  dari  internet yang  sesuai  dengan  materi  Tugas Akhir.
c. Perencanaan  dan  Perancangan  yaitu Hasil  akhir  dari  sistem  yang  telah dibuat dan diuji, dianalisa kekurangan dan  kelebihannya  serta  kelayakan implementasinya. d. Pengujian dan Analisa, yaitu melakukan pengujian untuk
mengetahui  kinerja  dari  alat  yang telah  dibuat  dan  kemudian  dapat disusun analisa.
Berikut  adalah tahapan  dan  garis besar flowchart pengukuran  suhu  panas  (hot point)  pada  gardu  induk  PLN  secara wireless
berbasis
Mikrokontroller
ATMega8535 [5], [6], [7].
1. Dimulai dengan persiapan –
persiapan  peralatan  dan  objek  yang akan  di  ukur  suhu  panasnya  ( hot
point)
2. Inisialisasi  port  (pengecekan  letak
pemasangan  port  dari  sensor  yang akan  digunakan,  agar  tidak  terjadi kesalahan peletakanya)
3. Mengecek  apakah  sensor tersebut sudah aktif atau belum
4. Mengarahkan  sensor  terhadap  objek yang akan diukur suhunya kemudian di  baca  kedalam  mikrokontoler secara serial
5. Perolehan  nominal  suhu  panas  dari objek yang telah diukur dapat dilihat dari lcd yang telah terpasang
6. Mengirimkan  data  hasil  pengukuran dari  alat  yang  pertama  (transmitter) ke  alat  yang  ke  dua  (receiver) kemudian dari alat ke dua (receiver) tersebut dikirimkan lagi ke komputer
7. Didalam  komputer  data  diolah menggunakan program Borland
Delphi 7 sehingga hasil
pengukurannya  dapat  dilihat  dan dibuat pelaporannya.
37

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil  Prototipe  Alat  Pengukur  Suhu Panas (hot  point) Pada  Peralatan    Gardu Induk  PLN  Secara  Wireless  Berbasis Mikrokontroler  ATMEGA  8535 [8].  [9], [10].
4.1.1. Hardware dari rangkaian prototipe alat pemancar ini terdiri dari:
a. Sensor  TPA  81  yang  berfungsi  untuk
mengukur  suhu  panas (hot  point) pada suatu objek atau benda.
b. Baterai  12  V  yang  berfungsi  sebagai sumber  tegangan  dc  pada  alat pemancar ini
c. Lcd yang berfungsi untuk menampilkan  suhu  yang  di  hasilkan oleh sensor TPA 81 d. Mikrokontroler ATMEGA 8535 yang berfungsi  sebagai  otak  dari  alat pemancar  ini,  yang  mengatur  inputan dari  sensor  dan  outputan  yang  akan dikirimkan ke rangkaian selanjutnya e. Rangkaian  DAC  (digital  analog converter)  yang  berfungsi  untuk mengubah  sinyal  masukan  berupa data – data digital dari mikro menjadi sinyal keluaran analog (tegangan)
f. Rangkaian  VCO  pemancar  yaitu osilator  elektronik  yang  berfungsi untuk  mengubah  sinyal  masukan analog (tegangan) menjadi frekuensi
g. Rangkaian pemancar FM yaitu sistem komunikasi  yang  berfungsi  untuk memancarkan atau mengirimkan informasi dalam bentuk sinyal (frekuensi)
4.1.2 Software dari  rangkaian  pemancar pada prototipe alat ini terdiri dari:
a. software pembacaan sensor  didalam mikrokontroler
b. software menampilkan  data  sensor didalam  lcd
c. software untuk  mengirimkan  atau mengluarkan  data  8  bit  ke  rangkaian selanjutnya
4.1.3 Hardware dari rangkaian penerima
pada prototipe alat ini terdiri dari:
a. Rangkaian catu daya yang berfungsi untuk  menurunkan  tegangan  dari  220 V  menjadi  12  V  dan  mengubah tegangan  AC  menjadi  DC  yang  di gunakan sebagai sumber pada rangkaian penerima ini
b. Rangkaian penerima FM  yaitu sistem komunikasi  yang  berfungsi  untuk menerima  sinyal  frekuensi  yang  di pancarkan atau dikirim oleh rangkaian pemancar
c. Rangkaian  kopel  berfungsi  untuk menghubungkan  rangkaian  penerima FM dengan VCO penerima d. Rangkaian VCO penerima merupakan osilator  elektronik  yang  berfungsi
untuk  mengubah  sinyal masukan
frekuensi menjadi analog (tegangan)
e. Rangkaian  ADC  di  mikrokontroler
ATMEGA  8535  berfungsi  untuk mengubah  data  analog  (tegangan) menjadi  data  digital  supaya  dapat
dikirimkan ke PC melalui mikrokontroler ini f. Lampu  led  3  warna  (hijau,  kuning
dan merah) yang berfungsi mengindikasikan  suhu  panas  yang diterima  oleh  sensor  dari  suatu  objek tersebut  masuk  dalam  golongan mana.
4.1.4 Software dari  rangkaian  penerima pada prototipe alat ini terdiri dari:
a. Software pembacaan  ADC  didalam
mikrokontroler ATMEGA 8535
b. Software pembacaan  data  untuk diklasifikasikan kedalam ouput lampu led
c. Software untuk  menghubungkan antara mikrokontroler penerima
dengan  program  yang  ada  di  dalam
komputer (delphi)
4.1.5 Hasil  Tampilan  Delphi  pada
Komputer
Gambar 3. Tampilan delphi saat objek bersuhu 29 o C.
4.2 Pembahasan  Prototipe  Alat  Pengukur Suhu  Panas  (hot  point)  Pada  Peralatan Gardu Induk PLN Secara Wireless Berbasis Mikrokontroler  ATMEGA  8535 [11],  [12], [14].
4.2.1 Pengujian Rangkaian Pemancar
a. Pengujian  rangkaian Voltage  to Frekuensi Converter pada pemancar
b. Pengujian  Rangkaian  Pemancar
FM
4.2.2 Pengujian Rangkaian Pemancar
a. Pengujian rangkaian Penerima FM
b. Pengujian  rangkaian  Voltage  to
Frekuensi
Converter pada pemancar

## 4.2.3 Pengujian Rangkaian Catu Daya
Penerima
4.2.4 Pengujian  Rangkaian Sensor
Thermal Array TPA 81
4.2.5 Pengujian  Operasional  Peralatan
Secara Keseluruhan
Pengujian  ini  merupakan  tahap akhir  di  mana  keseluruhan  rangkaian dihubungkan  menjadi  satu  kesatuan.
39
Pengujian ini dilakukan beberapa kali sampai alat benar-benar dapat bekerja dengan baik. Adapun langkah- langkah yang dilakukan untuk
pengujian  alat  secara  keseluruhan adalah sebagai berikut : 1. Menghubungkan keseluruhan
rangkaian dengan port pada mikrokontroler ATMega 8535.
2. Download  program  yang  dibuat melalui  program  aplikasi  CVAVR pada  komputer  ke  mikrokontroler ATMega 8535 dengan kabel downloader [15].
3. Menyalakan  power  pada  masing- masing  alat  baik  di  pemancarnya maupun di penerimanya
4. Kemudian  PC  akan  menyala  dan menampilkan monitoring temperatur  dan  level  ketinggian suhu  panas  (hot  point)  yang  telah diukur  pada  suatu  objek  tertentu. Jika ada perubahan level ketinggian  suhu  panas  maka  akan menampilkan  report  waktu  dan level  ketinggian  suhu  panas.  Jika suhu  panas  pada  level  terendah maka  indikator  lampu  led  akan hidup  dan  berwarna  hijau,  jika sedang  berwarna  kuning  dan  jika level tertinggi maka akan berwarna merah  dan  tampilan  PC  akan
menunjukkan  suhu  panas  pada level  terendah  sampai  pada  level tertinggi yang diterima

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN

## 5.1 Kesimpulan
Dari  hasil  pembuatan  prototipe  alat Pengukur  Suhu  Panas  (Hot  Point)  Pada Peralatan  Gardu Induk  PLN  Secara
Wireless
Berbasis
Mikrokontroler
ATMEGA  8535  dalam  tugas  akhir  ini, dapat di ambil beberapa kesimpulan sebagai berikut.
a. Prototipe  alat  ini  terbukti  mampu mengirimkan sinyal suhu dengan pemancar FM. Dengan hal tersebut memiliki manfaat seperti pengambilan thermovisi sudah tidak ketergantungan  dengan  personil  ophar  GI, karena  dapat  di  lakukan  secara  jarak  jauh dan  terus – menerus  sehingga  kita  dapat memantau  perkembangan  perubahan  suhu panas (hot  point)  pada  peralatan  gardu induk.
b. Prototipe Alat ini dapat mengirimkan  perubahan  suhu  secara real time dan kontinyu dengan delay sekitar < 1 detik.
c. Jika  pada  alat  penerima  (receiver) lampu led berwarna hijau berarti suhu yang diterima  sensor  dari  suatu  objek  masih normal  (belum  perlu  dilakukan  perbaikan) suhu  sekitar  0 – 30  derajat  celcius,  jika lampu  led  berwarna  kuning  berarti  sudah
dalam  keadaan  sedang  (  perlu  pemantauan secara  kontinyu,  jika  perlu  dilakukan perbaikan  sebelum  semakin  parah)  suhu sekitar  30 – 60  derajat  celcius,  dan  jika lampu  led  berwarna  merah  berarti  sudah dalam  keadaan  panas  atau  darurat  (  perlu segera dilakukan perbaikan atau pemeliharaan  agar  tidak  mengganggu keandalan  sistem  di  gardu  induk)  suhu sekitar 60 – 100 derajat celcius.
d. Jangkauan  jarak  antara  antena pemancar (transmitter) dan antena penerima (receiver) frekuensi  sejauh  ±  5 meter.
5.2 Saran
Dari hasil pembuatan maupun pengujian dan analisa sistem dalam tugas akhir ini, dapat diberikan saran sebagai pengembangan alat, seperti suhunya bisa lebih dari 100 derajat celcius dan jarak antara pemancar dan penerima bisa diperpanjang hingga puluhan bahkan ratusan meter. Kemudian pengembangan dari alat ini sebisa mungkin untuk segera di terapkan pada pekerjaan yang sebenarnya karena alat ini sangat diperlukan dan memiliki manfaat yang tinggi selain lebih mudah, efektif, dan efisien karena mengurangi banyak waktu dalam proses pengambilan thermovisinya dan dapat memantau perkembangan suhu panas (hot
point) pada peralatan gardu induk tersebut secara terus – menerus atau kontinyu.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Malvino, A.P., Prinsip-Prinsip Elektronika 1, Salemba Teknika, Jakarta, 2003.
[2] Malvino, A.P., Prinsip-Prinsip Elektronika Edisi Ketiga, PT. Erlangga, Jakarta, 1991.
[3] Richard,  B., Dasar  Elektronika, Andi., Yogyakarta, 2003.
[4] Roddy, D., Komunikasi Elektronika, PT. Erlangga, Jakarta, 1993.
[5] Ibrahim, K.F., Teknik Digital, Andi, Yogyakarta, 2001.
[6] Garland,  H., Pengantar  Desain Sistem Mikroprosesor, PT.
Erlangga, Jakarta, 1984.
[7] Predko,  Myke., Programming  and
Customizing The 8051 Microcontroller, McGraw-Hill
Companies, New York, 1999.
[8] Endra  Pitowarno, Robotika,  ANDI Offset, Yogyakarta, 2006.
[9] Heryanto,  M.Ary.  “Pemprograman bahasa  C  untuk  mikrokontroler ATMEGA 8535.
ANDI, Yogyakarta, 2008
[10] Lingga  Wardhana,  Belajar  sendiri microkontroler AVR seri ATMEGA
8535, ANDI, Yogyakarta, 2006
[11] Bejo.Agus.  “C  &  AVR  Rahasia
Kemudahan Bahasa C dalam
Mikrokontroler  ATMEGA  8535”.
Graha Ilmu, Yogyakarta, 2006
[12] Budiharto, Widodo, Visual
Basic.net 2005, ANDI,  Yogyakarta,
2006
[13] Frank  D.  Petruzella, Industrial Electronics, Mc Graw Hill,
Singapura, 1996.
[14] www.robot-electronics.co.uk,10
Februari 2006
[15] www.atmel.com
.